J Adv Periodontol Implant Dent：PLGA-氧化锌纳米复合材料对人牙龈成纤维细胞的细胞毒性

正确的伤口愈合对口腔至关重要，因为它可以封闭底层组织，使其免受致病菌的侵害，并导致受损组织的重建。牙龈成纤维细胞通过创造新的富含胶原的基质在愈合中起着基本的作用。由于其抗菌特性，各种金属纳米粒子如金、银、钛和氧化锌(ZnO)被提议加入到伤口敷料中以促进愈合。ZnO纳米颗粒的表面体积比比其体积形式更为显著，导致表面反应性增强和分散性改善。这可能是一把双刃剑。由于它们的纳米尺度，纳米颗粒可以很容易地渗透细胞壁。虽然更高的表面体积比可以产生更有效的抗菌特性，但它也可能导致对正常细胞(如成纤维细胞)的显著细胞毒性。由于其高内在毒性，确保这些纳米颗粒对成纤维细胞的安全性至关重要，这样它们就不会干扰正常的愈合过程。影响氧化锌纳米颗粒细胞毒性的两个关键因素是使用的浓度和细胞暴露的持续时间。当暴露时间从6小时增加到48小时，并且所使用的浓度> 50µg/mL时，这些纳米颗粒对牙周韧带(PDL)和真皮成纤维细胞的细胞毒性增加。

文献中已经讨论了各种天然或合成聚合物来生产生物相容性和可生物降解的纳米颗粒。壳聚糖或丝素等天然聚合物可作为金属纳米颗粒的载体。使用天然聚合物的主要缺点是缺乏批间一致性，这阻碍了制造过程的可重复性和灵活性。然而，我们可以通过使用合成聚合物来克服这个问题。

聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）是一种合成的可生物降解共聚物，由于其可生物降解性可控，已被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于给药。它的生物降解率可以通过改变乳酸的百分比来控制。如果共聚物中含有较多的乳酸，则会延长其降解过程。50:50组成的PLGA由乳酸和乙醇酸等比例组成。PLGA 50:50由于其快速的生物降解率约为50-60天，是纳米医学中最受欢迎的组合物。氧化锌纳米颗粒因其抗菌性能而被提倡用于伤口敷料。

然而，鉴于它们的高内在毒性，确保这些纳米颗粒对HGF细胞的安全性至关重要。因此，将ZnO纳米颗粒掺入PLGA等生物相容性聚合物中可能是降低这些金属纳米颗粒毒性的有益策略。本研究通过3-（4,5-二甲基噻唑-2-基）-2,5二苯基溴化四唑（MTT）实验，评估PLGA-ZnO纳米复合材料对人牙龈成纤维细胞（HGF）的细胞毒性，以验证这一假设。

氧化锌纳米颗粒在× 25 000 (a)和× 20 000 (b)放大下的代表性FESEM(场发射扫描电子显微镜)图像

聚乳酸-羟基乙酸和氧化锌(PLGAZnO)纳米复合材料在× 25000 (a)和× 200000 (b)倍率下的典型FESEM(场发射扫描电镜)图像

红色为ZnO(氧化锌)，黑色为PLGA(聚乳酸-羟基乙酸)，蓝色为PLGA-ZnO纳米复合材料的XRD (x射线衍射)图

绿色为ZnO(氧化锌)，红色为PLGA(聚乳酸-羟基乙酸)，黑色为PLGA-ZnO纳米复合材料的FTIR(傅里叶变换红外)光谱

ZnO(氧化锌)的热重分析曲线为红色，PLGA(聚乳酸-羟基乙酸)为黑色，PLGA-ZnO纳米复合材料为蓝色

氧化锌纳米颗粒处理人牙龈成纤维细胞的活力

聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)对人牙龈成纤维细胞活性的影响

方法：采用水热法制备了氧化锌纳米颗粒。通过溶剂/非溶剂工艺将这些金属纳米颗粒掺入PLGA基质中。采用场发射扫描电镜(FESEM)、傅里叶变换红外(FTIR)、热重分析(TGA)和x射线衍射（XRD）对纳米材料进行了表征。HGF细胞从国家细胞库获得，分为四组:ZnO, PLGA, ZnO-PLGA和对照。细胞分别暴露于不同浓度的ZnO（1、20、40、60、80和100µg/mL）和PLGA（0.2、4、8、12、16和20µg/mL）中24和48小时。采用MTT法检测细胞毒性。数据采用SPSS 25进行分析，P < 0.05为差异有统计学意义。

结果：当ZnO纳米粒子浓度≥40µg/mL时，24小时后表现出明显的毒性。暴露48小时后，细胞活力在所有测试浓度下均显著下降。当浓度为80µg/mL时，PLGA-ZnO细胞24 h存活率与对照组相似。

结论：ZnO纳米颗粒在高浓度和长时间暴露下对HGF具有毒性。因此，将ZnO纳米颗粒掺入PLGA等生物相容性聚合物中可能是降低其毒性的有益策略。

文献来源：

Mozaffari A,  Mirzapour SM,  Rad MS,Cytotoxicity of PLGA-zinc oxide nanocomposite on human gingival fibroblasts.J Adv Periodontol Implant Dent 2023;15(1)